일반기술

다이옥신 및 유기독성 물질을 흡착하는 미생물 단백질

본 기술은 고농도의 다이옥신을 비롯한 유기독성물질을 흡착할 수 있는 미생물 분비 단백질에 관한 것이다.다이옥신 분석 전용후드 필터에서 채취한 바실러스 퍼밀러스(Bacillus pumilus) BS-019을 가열했을 때, 한 종류의 단백질이 분비되었다. 이 단백질은 두 개의 이황화 결합이 존재한다. 메티오닌을 제외한 48개의 아미노산 서열의 분자량은 5,313.4이다. 상기 단백질 용액에 다이옥신류(polychlorinated dibenzo-p-dioxins 및 dibenzofurans), 폴리염화비페닐(polychlorinated biphenyls; PCBs)와 염화벤젠(chlorinated benzenes), 염화나프탈렌(chlorinated naphthalenes)를 혼합하였을 때, 각각의 이성질체별로 일정한 패턴을 가지고 고농도로 흡착됨을 확인하였다.따라서 기존의 생물학적 흡착 방법인 미생물 균체에 흡착시키는 방법 혹은 다른 물리·화학적인 방법과 병행하여 다이옥신류를 포함한 유기독성물질의 효과적인 제거에 사용될 수 있다.바실러스 퍼밀러스(Bacillus pumilus) BS-019를 가열했을 때 분비되는 단백질은 분자량 5,313.4 Da이고 48개의 아미노산으로 구성된 작은 단백질이라는 것을 확인하였다.그램 음성(Gram negative) 세균인 대장균이나 같은 속의 바실러스 섭틸리스(Bacillus subtilis)를 가열했을 때에는 많은 종류의 단백질이 분비되는데 비해, 바실러스 퍼밀러스 BS-019의 경우 100℃에서 20분간 가열을 해도 단 한 종류의 단백질만이 분비되는 것은 흥미로운 사실이다.더구나 이 작은 단백질에 의해 고농도의 다이옥신 및 유기독성물질이 흡착된다는 것을 확인하였다. 유사한 크기의 아미노산 개수를 갖는 인슐린으로 실험했을 때에는 흡착율이 극히 낮다는 것을 확인하였다.또한 바실러스 퍼밀러스(Bacillus pumilus) 의 균체 자체에 의한 흡착량과 이 균주가 분비하는 단백질에 의한 흡착량을 비교했을 때, 흡착량은 거의 비슷하였고 단위무게당 흡착량에 있어서는 상기 단백질에 의한 흡착량이 20 배 이상 크다는 것을 확인했다.따라서 미생물에 의한 유기독성물질의 흡착 역시 중금속 흡착의 경우와 마찬가지로 특별하게 관여하는 흡착 부위를 가질 가능성을 보여주며, 균체와 비교하여 단위무게 당 흡착능력이 우수한 단백질을 이용한 고효율의 바이오필터를 제작할 수 있는 가능성도 제시하고 있다. 또한 상기 단백질을 세포 표면에서 발현시킴으로써 세포 자체의 유기독성물질 흡착능력을 향상시킬 수도 있으며, 독성물질을 분해시키는 효소와 링크시켜 융합 단백질(fusion protein)의 제작을 통해 분해능을 향상시킬 수도 있을 것이다.